• 공업화학
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• 제24권2호
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• pp.184-189
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• 2013

수용액으로부터 유독한 말라카이트 그린 성분을 제거하는데 있어서 입상 활성탄의 활용가능성을 회분식 실험을 통해 살펴보았다. 흡착변수로서 흡착온도, 접촉시간과 초기농도의 영향을 조사하였다. 흡착평형자료로부터 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 298, 308 및 318 K에서 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수 값으로부터 입상 활성탄에 의한 말라카이트 그린의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 말라카이트그린의 초기농도와 온도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 자유에너지변화와 같은 열역학파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 조사하였다. 활성화에너지의 계산값은 입상 활성탄에 대한 말라카이트 그린의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. 자유에너지변화값($\Delta$G = -3.68~-7.76 kJ/mol)과 엔탈피변화값($\Delta$H = +26.34 kJ/mol)은 흡착공정이 298~318 K범위에서 자발적이고 흡열과정으로 일어난다는 것을 나타냈다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.930-937
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• 2007

본 연구에서는 소나무 종류인 Pinus densiflora로부터 채취한 수피를 이용하여 수용액으로부터 구리 제거를 위한 회분식 흡착 실험을 수행하였다. 구리 흡착에 수피의 화학적 처리가 미치는 효과를 알아보기 위해 1 N 수산화나트륨(NaOH)과 1 N 염산(HCl)을 이용하여 전처리하였다. 구리 농도가 100 mg/L이고 pH가 $3\sim6$인 수용액에서 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 수피의 화학적 전처리는 구리의 흡착량을 $139\sim184%$ 정도 증가시키는 효과를 나타냈으나, 염산(HCl)을 이용한 수피의 전처리는 구리의 흡착량을 $37\sim42%$ 정도 감소시키는 효과를 나타냈다. 대체적으로 수피에 의한 구리 흡착은 pH $5\sim6$에서 최대 흡착량을 나타내기는 하였으나, 주어진 pH 범위내에서 수용액의 pH가 구리 흡착에 미치는 효과는 크지 않았다. 수피의 구리 흡착은 유사 2차 동역학 모델로 설명이 가능하였으며, 수산화나트륨(NaOH)으로 전처리한 수피의 경우 초기 농도가 100 mg/L에서 2배로 증가함에 따라 유사 2차 동역학 모델식으로부터 계산된 흡착량$(q_e)$은 6.58 mg/g에서 12.77 mg/g로 증가한 반면에 속도 상수$(k_2)$는 0.284 g/mg/min에서 0.014 g/mg/min으로 감소하였다. 수피의 구리 흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 등온식에 의해 모두 잘 표현되는 것으로 나타났다. 수피에 존재하는 카르복실산(carboxylic acid, RCOOH)이 구리 이온의 흡착에 관여하는 것이 확인되었으며, 특히 수산화나트륨을 이용하여 전처리한 수피에서 나타나는 구리의 높은 흡착효율은 수피에 존재한 에스테르(ester) 화합물과 카르복실산(carboxylic acid) 화합물이 가수분해되어 생성된 카르복실산 염(sodium carboxylate) 때문인 것으로 판단되었다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.47-54
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 대한 Acid Fuchsin (AF)의 흡착을 염료의 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 실험하여 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 AF의 흡착은 pH 3과 11에서 모두 흡착이 증가하는 욕조형을 나타냈다. AF의 흡착평형자료는 Freundlich 등온식에 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄이 AF를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 흡착공정은 유사 이차 반응속도식이 오차율 7.88% 이내로 잘 맞았다. Weber와 Morris 모델의 Polt에 따르면 두 단계의 직선으로 구분되었다. stage 2 (입자내 확산)의 기울기가 stage 1 (경계층 확산)의 기울기 보다 작아서 입자내 확산속도가 느렸다. 따라서 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. AF의 활성화 에너지(13.00 kJ mol-1)는 물리흡착공정(5 ~ 40 kJ mol-1)에 해당하였다. 활성탄에 의한 AF 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 수치를 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. AF 흡착은 흡열반응(ΔH = 22.65 kJ mol-1)으로 나타났다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2023

This study explored the feasibility of calcium-rich food waste, Mactra veneriformis shells (MVS), as an adsorbent for phosphate removal, and its removal efficiency was enhanced by the thermal activation process. The CaCO3 in MVS was converted to CaO by thermal activation (>800 ℃), which is more favorable for adsorbing phosphate. Thermal activation did not noticeably influence the specific surface area of MVS. The MVS thermally activated at 800 ℃ (MVS-800), showed the highest phosphate adsorption capacity, was used for further adsorption experiments, including kinetics, equilibrium isotherms, and thermodynamic adsorption. The effects of environmental factors, including pH, competing anions, and adsorbent dosage, were also studied. Phosphate adsorption by MVS-800 reached equilibrium within 48h, and the kinetic adsorption data were well explained by the pseudo-first-order model. The Langmuir model was a better fit for phosphate adsorption by MVS-800 than the Freundlich model, and the maximum adsorption capacity of MVS-800 obtained via the Langmuir model was 188.86 mg/g. Phosphate adsorption is an endothermic and involuntary process. As the pH increased, the phosphate adsorption decreased, and a sharp decrease was observed between pH 7 and 9. The presence of anions had a negative impact on phosphate removal, and their impact followed the decreasing order CO₃^2- > SO₄²- > NO₃^- > Cl^-. The increase in adsorbent dosage increased phosphate removal percentage, and 6.67 g/L of MVS-800 dose achieved 99.9% of phosphate removal. It can be concluded that the thermally treated MVS-800 can be used as an effective adsorbent for removing phosphate.

• 산업기술연구
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• 제27권A호
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• pp.195-202
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• 2007

Milled Korean pine (Pinus densiflora) wood was used to evaluate its adsorption capacity of Cu(II) ions from aqueous solution by running a series of batch experiments. Prior to the tests, the milled woods were pretreated with 1N NaOH, 1N $HNO_3$, and distilled water, respectively, to examine the effect of pretreatment. Within the tested pH range between 3 and 6, copper adsorption efficiency of NaOH-treated wood(96~99%) was superior to the $HNO_3$-treated wood(19~31%) and distilled water-treated wood(18~35%). The efficiency of copper removal by wood enhanced with increasing solution pH and reached a maximum copper ion uptake at pH 5~6. Adsorption behavior of copper onto both raw and $HNO_3$-treated woods was mainly attributed to interaction with carboxylic acid group. For NaOH-treated wood, carboxylate ion produced by hydrolysis or saponification was a major functional group responsible for Cu sorption. NaOH treatment of wood changed the ester and carboxylic acid groups into carboxylate group, whereas $HNO_3$ treatment did not affect the production of functional groups which could bind copper. A pseudo second-order kinetic model fitted well for the sorption of copper ion onto NaOH-treated wood. A batch isotherm test using NaOH-treated wood showed that equilibrium sorption data were better represented by the Langmuir model than the Freundlich model.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.566-573
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• 2012

본 연구에서는 적니와 석회석을 이용하여 혼합중금속의 제거능을 평가하였다. 적니의 중금속 흡착은 $Pb^{2+}$ (94.0%), $As^{3+}$ (67.1%), $Cu^{2+}$ (37.5%), $Cr^{6+}$ (36.6%) 순의 흡착률 나타났으며, 석회석은 $Pb^{2+}$ (30.8%), $Cu^{2+}$ (16.5%), $Cr^{6+}$ (11.5%), $As^{3+}$ (8.9%)의 흡착률을 나타내었다. 동적흡착 실험결과를 유사 1차 모델과 유사 2차 모델로 분석한 결과 두 모델 모두 실험결과에 잘 부합하는 것으로 나타났으며 평형흡착 실험결과 Freundlich 모델은 적니와 석회석의 $Cr^{6+}$, $Pb^{2+}$ 흡착에 부합하며, $Cu^{2+}$ 흡착은 Langmuir 모델에 부합하였다. 용액의 pH가 5에서 9로 증가함에 따라서 흡착률은 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 적니의 양이 증가함에 따라서 중금속의 흡착률은 증가하였지만, 단위 질량당 흡착량은 조금 감소하였다. 반면, 석회석의 양이 증가하여도 흡착양에 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 적니와 석회석은 중금속을 효율적으로 제거할 수 있는 흡착제로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.59-67
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• 2014

이 연구는 중금속 오염물질의 효과적인 정화를 위하여 배수재에 흡착가능한 오염물질의 양을 평가하는 것이고 배수재의 오염 물질 흡착능은 배수재 필터에 도포된 반응물질의 오염물질 흡착시험을 수행하고, 등온흡착모델과 비교하여 평가하였다. 시험에서 사용한 반응물질은 천연 제올라이트이고, 오염물질은 구리, 납, 카드뮴이다. 오염물질별로 초기농도 변화에 따른 흡착량을 Freundlich와 Langmuir흡착등온모델과 비교하였다. 배수재 표면에 도포된 반응물질 성분분석결과 Si, Al, O의 성분이 각각 약 28%, 11%, 48% 포함되어 있어 배수재 표면에 도포된 물질이 중금속(Cu, Pb, Cd) 오염물질 흡착을 위한 반응물질인 제올라이트의 성분으로 나타났다. 반응물질인 제올라이트의 중금속 흡착반응속도는 납, 구리, 카드뮴의 순으로 나타났다. 흡착물질의 성능평가 중 중요한 요소가 반응속도이고, 최대흡착량과 반응속도의 관계에서 제올라이트를 반응물질로 사용할 경우, 지반내 복합중금속의 제거 순서를 결정하는 설계 요소로 활용할 수 있다. 즉, 납은 구리에 비해 최대흡착량은 작지만 상대적으로 반응속도가 빠르므로 1차적으로 제거가 가능하며, 납의 제거 후 구리의 제거가 가능하다. 카드뮴의 경우 다른 중금속의 제거 후 마지막으로 제거가 가능한 것으로 분석되었다.

• 폴리머
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• 제33권1호
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• pp.72-78
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• 2009

본 연구는 아민화 polypropylene grafted acrylic acid(이하 PF-g-AAc로 표기) 초극세 이온교환섬유의 $SO_2$, $NO_2$에 대한 흡착거동을 고찰하였다. $SO_2$에 대한 흡착량은 초기농도가 높을수록 증가하였으며 농도가 낮을수록 흡착파과 시간이 짧아졌다. 흡착파과 평형은 60분 이내에 일어났으며 초기농도 100 ppm 이하에서는 약 80%정도 흡착이 이루어졌고, $SO_2$ 농도 100 ppm 이상에서 90% 이상 흡착되었다. $NO_2$의 흡착량은 $SO_2$에 비해 낮은 선택흡착성을 나타내었다. 한편, 유속이 증가함에 따라 $SO_2$의 흡착률은 낮아졌으며 60분 이내에 흡착파과 평형에 도달하였고, $NO_2$의 흡착량은 60%로 $SO_2$에 비해 낮았다. 함수율 250 mL/g에서 $SO_2$의 흡착량은 92%이었다. 아민화 PP-g-AAc 초극세 이온교환섬유의 $SO_2$등온흡착모델은 Freundlich 모델보다 Langmuir 모델에 근접하였다.

• 대한화학회지
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• 제65권3호
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• pp.197-202
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• 2021

본 연구에서, 산성 백토를 황산(무게 비로 20%)와 90 ℃의 온도로 8시간 동안 가열하여 처리 한 활성 백토를 수중의 인산성 인(PO₄^3--P)의 제거를 위한 흡착제로서 사용하였다. 흡착 실험에 앞서 X-선 형광분광기와 표면적 분석기로 활성 백토의 특성을 조사하였다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착은 0.25 시간 이전에 가파르게 증가하였고 4시간에 이르렀을 때 평형에 도달하였다. 5 mg/L의 낮은 PO₄^3--P 농도에서, 대략 98%의 흡착효율이 활성 백토에 의해 성취되었다. PO₄^3--P의 흡착 데이터를 흡착 등온선과 반응속도 모델에 도입하였다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착거동은 Freundlich와 Langmuir 등온선 모두에 잘 적용되었다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착에 관해서 Freundlich와 Langmuir의 등온선 계수인 K_F와 Q는 각각 8.3과 20.0 mg/g이 되는 것으로 밝혀졌다. 물과 활성 백토 계에서의 PO₄^3--P 흡착은 더 높은 상관계수 R²와 실험값 q_e,exp과 계산값 q_e,cal의 근접으로 인해서 유사 일차 보다는 유사 이차 반응속도식에 적합하였다. 연구의 결과들은 활성 백토가 수중으로부터 인을 제거하는데 효율적인 흡착제로 사용될 수 있다는 것을 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권1호
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• pp.72-79
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• 1997

신규 활성물질인 Flupyrazofos(KH-502)의 토양에서의 흡착성, 용탈성 및 잔류성을 실내조건과 포장조건하에서 연구하여 본 공시약제의 안전사용을 위한 기초자료를 제공하고 토양-수질환경에 미칠 영향을 예측 평가하기 위한 목적으로 수행한 연구결과는 다음과 같다. 1. Flupyrazofos의 흡착량과 시간과의 사이에는 유의성있는 power function 관계가 있어서, 흡착이 빨리 일어나서 반응 30분 후에 45%가 흡착되고, $6{\sim}12$시간 이후에는 의사(疑似)평형에 도달했다. 2. Flupyrazofos의 흡착은 First-order kinetic model에 유의성있게 따랐고, 가해준 Flupyrazofos의 50%가 흡착되는 시간은 사양토의 경우 5.8시간이었다. 3. Flupyrazofos의 농도에 따른 흡착양상은 Freundlich 등온식으로 설명될 수 있었고, 등온식은 S-형(型)으로 분류될 수 있었다. 4. 토양 column을 통해 용탈된 Flupyrazofos의 농도는 가해준 농도에 비해 매우 낮았다. 용탈된 Flupyrazofos의 농도는 사양토가 식양토보다 약간 높았다. 사양토(砂壤土)에서 용탈된 최대 $C/C_0$ 값이 0.073, 식양토(埴壤土)에서는 0.017에 불과했다. 5. 표토에서 Flupyrazofos의 잔류량은 낮은편이며 시간이 경과할 수록 현저히 감소했다. 반감기는 사양토의 경우 20일, 식양토는 18일이었다. 심토로 이동${\cdot}$잔류된 농도는 매우 낮았다. 6. Flupyrazofos의 흡착시험, 용탈시험, 포장시험 결과와 약제의 물리화학적 특성을 근거로 판단할 때 공시농약은 토양에서 잘 흡착되고 이동${\cdot}$잔류성이 낮기 때문에, 상용농도를 시용할 경우 주변 환경에 미칠 수 있는 위해성은 낮은 것으로 판단된다.